Сергей Кашников - Старение как побочный эффект эволюции

В сентябре 2012 г. международный консорциум ENCODE (в него входит 32 лаборатории из нескольких стран) опубликовал данные о функциональных элементах генома человека. Учёные выявили и проанализировали те области, которые взаимодействуют с белками, либо влияют на упаковку молекулы в хроматине, либо служат матрицей для РНК. Суммарная величина таких участков составила 80% ДНК.

Стало понятно, что регулирующая часть генома значительно превышает кодирующую. Согласно ENCODE, только сайты связывания факторов транскрипции занимают минимум 8% генома – это неожиданно много. Любопытно, что эти две части, по всей видимости, по-разному эволюционируют. В целом гены стабильнее, нежели регуляторные элементы, которые варьируют от вида к виду в гораздо большей степени.

Проект ENCODE показал, что картина генетических взаимодействий куда более сложна и запутанна. Геном представлялся раньше как отдельные островки-оазисы, раскиданные по близлежайшей пустыне. Теперь его можно представить в виде хитросплетённой сети или, если придерживаться географических образов, непролазных джунглей. Четыре пятых генома биохимически активно, а влияние его частей друг на друга весьма разнообразно. Многое указывает на то, что именно в регуляции содержится ключ ко многим индивидуальным особенностям человека.

В первую очередь результаты исследования механизмов регуляции генов важны для медицины. Так, в рамках работы ENCODE было установлено, что большинство однонуклеотидных полиморфизмов (различий между людьми в одну букву генома), связанных с той или иной болезнью, находится не в генах, а внутри функциональных элементов либо поблизости от них.

Интересно заметить, что, по мнению исследователей, причиной прогерии (синдрома Хэтчинсона-Гифорда) – преждевременной старости (от греческого «pro» – раньше, «gentosos» – старец), которая является редким генетическим заболеваниям, ускоряющим процесс старения примерно в 8-10 раз, является одиночная, точечная мутация гена LMNA. В молекуле ДНК изменен всего лишь один нуклеотид! Некоторые исследователи даже утверждают, что это не наследственное заболевание, что оно возникает у каждого больного заново (Добрина Н.А., 2009).

В мире всего 80 человек, страдающих прогерией. Например, местной «достопримечательностью» казахского аула Мукур 20-летний Нуржан. Морщинистый старичок и вправду не так давно отметил совершеннолетие.

Малышом Нуржан любил играть в поле среди фрагментов ракет «земля-воздух», которые испытывали на полигоне неподалёку. Родные думают, что это и погубило ребёнка (Сулейменова Л., 2012). «Первые морщины я увидела, когда сыну исполнилось 4 года. Так страшно было! Вздыхает его мама Базаргуль. – В 6 лет он уже был похож на старика! Мы ходили к знахарям, ездили на лечение в Германию. Исцелить сына не смог никто…».

Создаётся впечатление, что причину этого ненаследственного заболевания следует искать не в генах, а внутри функциональных элементов либо поблизости от них.

Как показывают данные ENCODE, разные типы клеток содержат отличающиеся наборы некодирующих РНК. Это может указывать на наличие некоей связанной с ними биологической функции.

В 2003 году международная группа учёных объявила, что человеческий геном расшифрован. Стало понятно, какой ген за что отвечает. Исследователи пришли к тому, что все животные имеют огромную часть древних «спящих» генов и лишь незначительную долю работающих. У человека, к примеру, эта доля составляет всего 8,2% (Кудрявцева Е., 2014). Вся остальная часть ДНК – около 95 %, по мнению некоторых учёных, – это эволюционный или генетический «мусор». «Мусорная ДНК» – это, по сути, гигантский эволюционный шлейф, который тянется за человеком миллионы лет эволюции и бережно хранится в кладовых его клеток. По одной из версий, «мусорная ДНК» вообще двигатель эволюции: учёные посчитали, что если бы эволюция шла постепенно за счёт мутаций в функциональной части ДНК, человек так бы и не возник до сих пор – не хватило бы времени. Но эволюция шла рывками, которые выводили виды на новые витки развития. По мнению учёных, происходило это именно благодаря «мусорной ДНК», вернее её особой части, которую окрестили «прыгучим геномом». Так называют небольшие кусочки генома, которые ведут себя по типу вирусов – могут вырезать себя из одного места хромосомы и переставлять в другое. Эти кусочки генома, как явствует из предыдущего раздела, получили название транспозонов.

Интересна точка зрения на «мусорную ДНК» российского биолога П.П. Гаряева, опирающегося на разработки советского учёного Александра Гурвича, который в 20-х годах прошлого века ввёл в науку понятие «биополе». Идеи Гаряева пользуются определённой популярностью у западных учёных, в частности в Канаде и Германии (Фролов Я., 2013).

Этот учёный является создателем волновой генетики. Изучив «мусорную ДНК» с помощью оригинального лазерного оборудования и поставив ряд шокирующих экспериментов, учёный пришёл к выводу, что ДНК излучает электромагнитные волны, а также свет (см. фото 6) и звук, которые учёному удалось записать.

Чем сложнее организм, тем более замысловата эта светомузыка. Причём мелодия здорового человеческого генома оказывает на окружающих благотворное воздействие – бодрит, молодит и лечит. Но главное, «мусорная» часть ДНК не только сама испускает волны, но и принимает жизненно важный сигнал извне. Это доказывает следующий эксперимент.

Исследователи взяли два образца лягушачьей икры, из которой должны были вылупиться головастики. Один образец изолировали в специальной камере, искажающей электромагнитные волны. В остальном условия были совершенно одинаковые. Из икринок в камере вылупились жуткие монстры с множеством мутаций, а во второй группе головастики были здоровы. В результате был сделан вывод о том, что информации, заложенной в генах, недостаточно, чтобы построить «правильный» организм. Необходим сигнал извне. Он и запускает программу развития, заложенную в «мусорной» части ДНК. Откуда приходит этот сигнал? На этот вопрос науке ещё предстоит ответить.

Группа Гаряева решила выяснить, может ли их открытие иметь практическое значение. Например, способно ли излучение здоровой ДНК повлиять на больной организм? Для этого была создана пилотная модель биокомпьютера, передававшего волновое излучение при помощи лазера и широкополосного радиополя. Исследователи ввели 40 крысам ядовитое вещество аллоксан, которое полностью разрушило функции поджелудочной железы, затем взяли ДНК здорового крысёнка и передали её волны через биокомпьютер больным животным. И через 10 дней все крысы выздоровели. Поджелудочная полностью регенерировала.

Одним из самых удивительных опытов учёных стала попытка повторить непорочное зачатие. Из неоплодотворённой икринки лягушки они удалили все части ДНК, содержащие наследственную информацию. Затем «облучили» оставшийся кусочек ткани волнами ДНК уже вполне оформившегося головастика. И пустая икринка начала развиваться – появились мышцы, нервы, кровь! У учёных возник соблазн повторить этот эксперимент на людях – облучить женские яйцеклетки волнами ДНК спермы, и проверить, произойдёт ли зачатие? Но найти женщину, желающую поучаствовать в эксперименте, не удалось.